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대퇴골 전자간 골절의 새로운 수술기법에 관한 생체역학적 분석
A Biomechanical Study on a New Surgical Procedure for the Treatment of Intertrochanteric Fractures in relation to Osteoporosis of Varying Degrees 원문보기

의공학회지 = Journal of biomedical engineering research, v.24 no.5 = no.80, 2003년, pp.401 - 410  

김봉주 (인제대학교 의생명공학대학 의용공학과) ,  이성재 (인제대학교 의생명공학대학 의용공학과) ,  권순용 (가톨릭대학교 의과대학 여의도 성모병원 정형외과학 교실) ,  탁계래 (건국대학교 의과대학 의용공학과) ,  이권용 (세종대학교 기계공학과)

초록
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본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 대퇴골 전자간 골절 치료에 대한 다양한 수술기법을 골밀도 변화에 따라 생체역학적으로 분석하여 이를 평가하고자 한다. 이에 구현된 모델들은 압박 고관절 나사만을 이용하여 시술한 모델 (Type I), 삽입된 압박 고관절 나사 주위에 시멘트 영역을 확보한 뒤 골 시멘트로 보강하는 시술을 구현한 모델 (Type II),대학교추가의 골소실이 없이 시멘트를 가압하여 주입하는 시술을 구현한 모델 (TypeIII)의 3가지 형태로 구현하였다. 시술 상황에 따라 골절부위와 삽입물의 경계면 주위에 접촉요소를 사용하기 위해 적절한 마찰계수를 설정하였으며, 골다공증 정도 (Singh Indices, II∼V)에 따라 대퇴골의 물성치를 적절하게 적용시켰다. 각 모델에 있어 골밀도 변화에 따른 수술기법의 차이를 분석하기 위하여 다음과 같은 인자를 분석하였다 : (a) 대퇴골두 내에서의 von Mises 응력 부피비, (b) 대퇴골두 망상골과 인공 삽입물내에서의 최대 von Mises 응력 (PVMS), (c) 대퇴골두 내에서의 최대 von Mises 변형률 (MVMS), (d) 골절 부위와 인공 삽입물 주위에서의 미세운동량. 수술기법 중 Type III가 대퇴골두 내에서 골밀도 변화에 상관없이 가장 낮은 PVMS, MVMS 수치를 보여 가장 효율적인 결과를 나타내었다. 이는 기존 시술법 (Type I,II)에 비해 내고정 실패 가능성이 가장 적을 것으로 예측되었다. 특히, 골밀도가 낮을 때에는 Type III의 수술 효과가 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한, 삽입물 주위에서 미세운동량을 분석한 결과, Type III의 수치가 다른 시술법들의 15∼20%로 나타나 시멘트를 가 압하여 보강하는 시술법이 삽입물 주위의 미세운동을 억제하는데 있어 가장 효과적이다는 것을 증명하는 것이다. 이러한 결과로부터, 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골두 전자간 골절 치료에 있어 골 시멘트를 가압하여 보강하는 방법이 골밀도가 낮은 환자에 있어 인공삽입물의 내고정 및 골유합에 가장 큰 효과를 보일 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigates the biomechanical efficacies of various cement augmentation techniques with or without pressurization for varying degrees of osteoporotic femur. For this study, a biomechanical analysis using a finite element method (FEM) was undertaken to evaluate surgical procedures, Simula...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 압박 고관절 나사를 이용한 전자간 골절 치료에 따른 수술 기법들과 현재 임상에서 새로이 시도되는 수술 기법에 대한 생체역학적 분석을 시행하였다. 이러한 목적으로 대퇴골 근위부를 유한 요소 모델로 구현하여 기존 실험 결과와 비교 .
  • 본 연구는 대퇴골 전자간 골절 치료에 따른 각각의 수술 기법들에 대하여 비교 . 평가하여 효과적인 수술 기법을 제시하는데 그 목적이 있다.
  • 본 연구는 압박 고관절 나사를 이용한 대퇴골 전자간 골절 치료에 따른 수술 기법들과 현재 임상에서 새로이 시도되는 수술 기법에 대한 생체역학적 분석을 위해 유한요소법을 도입하여 수술 기법들을 다양한 골밀도 상황에서 비교. 평가하였다.
  • 대하여 비교 . 평가하여 효과적인 수술 기법을 제시하는데 그 목적이 있다. 따라서, 본 결과를 바탕으로 하여 골시멘트를 가압하여 보강하는 시술시 환자의 골밀도 상황에 따라 적절한 골 시멘트의 양을 제시하는 보충 연구가 필요할 것으로 사료된다.

가설 설정

  • 3으로 설정하였다(표 3). 특히, Type Ⅱ에서는 골 시멘트와 망상골 사이에 경계면이 존재한다고 가정하여 마찰계수를 적용하였으며, Type Ⅲ에서는 골 시멘트와 망상골이 같이 존재하는 영역으로 설정하여 경계면이 없는 것으로 가정하였다. 마지막으로 골절 부위의 마찰 계수는 골유합 정도에 따라 차이가 있지만 본 연구에서는 압박 고관절 나사의 압박 및 지지 효과를 고려하여 0.
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